Wprowadzenie

Sektor gazowy, podobnie jak cała branża energetyczna, przechodzi obecnie głęboką transformację technologiczną. Presja związana z dekarbonizacją gospodarki, dążenie do niezależności energetycznej oraz postęp w dziedzinie cyfryzacji sprawiają, że firmy gazowe inwestują w innowacyjne rozwiązania, które jeszcze kilka lat temu wydawały się odległą przyszłością.

W niniejszym artykule przyjrzymy się najważniejszym technologiom przyszłości w sektorze gazowym, które już dziś zmieniają oblicze branży i będą kształtować jej rozwój w najbliższych dekadach.

Wodór - paliwo przyszłości

Wodór jest coraz częściej postrzegany jako kluczowy element transformacji energetycznej i dekarbonizacji sektora gazowego. W zależności od metody produkcji wyróżniamy różne rodzaje wodoru:

• Wodór szary - produkowany z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego, emituje CO₂
• Wodór niebieski - produkowany jak szary, ale z wychwytywaniem i składowaniem CO₂ (CCS)
• Wodór zielony - produkowany w procesie elektrolizy wody przy użyciu energii ze źródeł odnawialnych, bezemisyjny
• Wodór turkusowy - produkowany poprzez pirolizę metanu, gdzie zamiast CO₂ powstaje stały węgiel

Potencjalne zastosowania wodoru w sektorze gazowym obejmują:

1. Mieszanie z gazem ziemnym - dodawanie wodoru do istniejących sieci gazowych (do 20% objętości bez konieczności modyfikacji infrastruktury)
2. Dedykowane sieci wodorowe - budowa nowych lub adaptacja istniejących gazociągów do transportu czystego wodoru
3. Power-to-Gas (P2G) - wykorzystanie nadwyżek energii elektrycznej z OZE do produkcji wodoru
4. Magazynowanie energii - wodór jako medium do długoterminowego magazynowania energii z OZE
5. Transport - wykorzystanie wodoru jako paliwa dla pojazdów (samochody, autobusy, pociągi)

"Wodór będzie odgrywał kluczową rolę w transformacji energetycznej, szczególnie w sektorach trudnych do elektryfikacji. Polska ma potencjał, by stać się ważnym graczem na europejskim rynku wodoru."

Prof. Janusz Lewandowski, ekspert ds. energetyki

Polskie projekty wodorowe

Polskie firmy energetyczne i gazowe również inwestują w technologie wodorowe:

• PGNiG/Orlen - projekt "Hydrogen Eagle" zakładający budowę elektrolizerów o mocy 250 MW oraz sieci stacji tankowania wodoru
• Polenergia - projekt elektrolizera zasilanego energią z farmy wiatrowej
• Gaz-System - badania nad przystosowaniem sieci przesyłowej do transportu mieszanin wodoru z gazem ziemnym
• Tauron - projekt pilotażowy produkcji zielonego wodoru z wykorzystaniem OZE

Biogaz i biometan - lokalne, odnawialne źródła gazu

Biogaz to mieszanina gazów powstających podczas beztlenowej fermentacji materii organicznej. Po oczyszczeniu biogazu otrzymuje się biometan, który ma parametry zbliżone do gazu ziemnego i może być wtłaczany bezpośrednio do sieci gazowej.

Główne zalety biogazu i biometanu:

• Produkcja z lokalnych, odnawialnych surowców (odpady rolnicze, spożywcze, komunalne)
• Zerowy bilans emisji CO₂ (emisje są równoważone przez absorpcję podczas wzrostu biomasy)
• Możliwość zagospodarowania odpadów, które inaczej trafiłyby na składowiska
• Kompatybilność z istniejącą infrastrukturą gazową (w przypadku biometanu)
• Stabilność produkcji (w przeciwieństwie do energii wiatrowej czy słonecznej)

Potencjał produkcji biometanu w Polsce szacuje się na 7-8 mld m³ rocznie, co mogłoby zaspokoić około 50% krajowego zapotrzebowania na gaz ziemny. Obecnie w Polsce działa ponad 300 biogazowni, jednak większość z nich produkuje energię elektryczną i ciepło, a nie biometan do sieci gazowej.

Przykładowe projekty biogazowe w Polsce

• PGNiG BiogazPlus - program wsparcia dla producentów biogazu i biometanu, w tym odkup biometanu i wprowadzanie go do sieci
• Orlen Południe - budowa biogazowni w Głąbowie o wydajności 8 mln m³ biometanu rocznie
• Goodvalley Polska - jedna z największych biogazowni rolniczych w Polsce o mocy 2,1 MW

Smart metering i IoT w sieciach gazowych

Cyfryzacja sieci gazowych poprzez wdrażanie inteligentnych liczników (smart metering) i technologii Internetu Rzeczy (IoT) to jeden z kluczowych trendów technologicznych w sektorze gazowym. Inteligentne liczniki gazowe umożliwiają:

• Automatyczny, zdalny odczyt zużycia gazu
• Dokładniejsze rozliczenia, bez konieczności szacowania zużycia
• Monitorowanie jakości gazu w czasie rzeczywistym
• Wykrywanie nieprawidłowości w instalacji (np. nieszczelności)
• Optymalizację zużycia gazu przez konsumentów
• Lepsze zarządzanie przepływami gazu w sieci

Korzyści z wdrażania inteligentnych sieci gazowych:

1. Dla konsumentów:
   • Dokładne rozliczenia na podstawie faktycznego zużycia
   • Możliwość śledzenia zużycia w czasie rzeczywistym
   • Powiadomienia o anomaliach zużycia sugerujących awarię
   • Możliwość wyboru taryf dopasowanych do profilu zużycia
2. Dla operatorów sieci:
   • Lepsze zarządzanie przepływami gazu i bilansowanie sieci
   • Szybsze wykrywanie i lokalizacja awarii
   • Redukcja strat związanych z nieszczelnościami
   • Optymalizacja inwestycji w rozbudowę sieci
   • Niższe koszty operacyjne związane z odczytami

Według planów Polskiej Spółki Gazownictwa, do 2028 roku inteligentne liczniki mają zostać zainstalowane u wszystkich odbiorców gazu w Polsce.

LNG (Skroplony gaz ziemny) - elastyczność dostaw

Technologia LNG (Liquefied Natural Gas) nie jest nowa, ale jej znaczenie w polskim sektorze gazowym znacząco wzrosło w ostatnich latach, szczególnie w kontekście dywersyfikacji źródeł dostaw gazu. LNG to gaz ziemny schłodzony do temperatury około -162°C, co powoduje jego skroplenie i zmniejszenie objętości około 600 razy.

Kluczowe zalety LNG:

• Możliwość transportu gazu drogą morską, niezależnie od gazociągów
• Elastyczność w zakresie źródeł dostaw i zawieranych kontraktów
• Łatwiejsze magazynowanie w porównaniu do gazu w stanie gazowym
• Niższe emisje zanieczyszczeń w porównaniu do innych paliw kopalnych

Terminal LNG w Świnoujściu

Kluczową inwestycją dla polskiego rynku gazu jest Terminal LNG im. Prezydenta Lecha Kaczyńskiego w Świnoujściu, uruchomiony w 2016 roku. Terminal przeszedł już rozbudowę, a kolejne etapy są w planach:

• Początkowa przepustowość: 5 mld m³ gazu rocznie
• Po rozbudowie (2020): 6,2 mld m³ gazu rocznie
• Planowana przepustowość docelowa: 8,3 mld m³ gazu rocznie

W planach jest również budowa pływającego terminalu FSRU (Floating Storage Regasification Unit) w Gdańsku, który ma zwiększyć możliwości importu LNG do Polski.

Magazynowanie gazu - nowe technologie

Magazynowanie gazu jest kluczowym elementem zapewnienia bezpieczeństwa dostaw i elastyczności systemu gazowego. Poza tradycyjnymi podziemnymi magazynami gazu rozwijane są nowe technologie magazynowania:

• Kawerny solne - podziemne magazyny gazu w wyługowanych komorach w złożach soli
• Magazyny wodorowe - dedykowane instalacje do przechowywania wodoru
• Power-to-Gas-to-Power - magazynowanie energii w postaci gazu syntetycznego i ponowna konwersja na energię elektryczną
• Mikroliquefaction - małe instalacje do skraplania gazu, umożliwiające lokalną produkcję LNG

W Polsce funkcjonuje obecnie 7 podziemnych magazynów gazu o łącznej pojemności około 3,2 mld m³, co pokrywa około 16% rocznego zużycia gazu w kraju. Planowane są inwestycje zwiększające tę pojemność, co jest istotne dla bezpieczeństwa energetycznego Polski.

Carbon Capture and Storage (CCS) - dekarbonizacja gazu ziemnego

Technologia wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS) pozwala na redukcję emisji CO₂ związanych ze spalaniem gazu ziemnego. Jest to szczególnie istotne w kontekście długoterminowego wykorzystania infrastruktury gazowej w dekarbonizującej się gospodarce.

Proces CCS obejmuje trzy główne etapy:

1. Wychwytywanie CO₂ - z gazów spalinowych lub w procesie produkcji wodoru z gazu ziemnego
2. Transport CO₂ - najczęściej rurociągami do miejsca składowania
3. Składowanie CO₂ - w głębokich formacjach geologicznych, najczęściej w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu lub głębokich warstwach solankowych

W Polsce potencjalnie odpowiednie formacje geologiczne do składowania CO₂ znajdują się głównie w rejonie Niżu Polskiego oraz pod dnem Morza Bałtyckiego.

Podsumowanie i perspektywy

Sektor gazowy w Polsce i na świecie znajduje się w fazie głębokiej transformacji technologicznej. Kluczowe trendy, które będą kształtować przyszłość branży, to:

1. Dekarbonizacja - stopniowe zastępowanie gazu ziemnego wodorem i biometanem
2. Cyfryzacja - wdrażanie inteligentnych sieci, liczników i systemów zarządzania
3. Integracja z OZE - technologie Power-to-Gas jako sposób na magazynowanie energii z niestabilnych źródeł odnawialnych
4. Dywersyfikacja - rozwój infrastruktury LNG i nowych połączeń międzysystemowych
5. Lokalizacja - rozwój małych, lokalnych źródeł gazu (biogaz, małe instalacje LNG)

Polska ma szansę aktywnie uczestniczyć w tej transformacji, wykorzystując zarówno swoje zasoby naturalne (potencjał produkcji biogazu), jak i infrastrukturę (terminal LNG, system przesyłowy) oraz kompetencje technologiczne polskich firm. Kluczowe będzie jednak zapewnienie odpowiednich ram regulacyjnych i wsparcia dla innowacyjnych technologii.

W perspektywie 2030-2050 roku, sektor gazowy w Polsce będzie prawdopodobnie znacznie bardziej zdywersyfikowany technologicznie, z rosnącym udziałem wodoru i biometanu w miksie gazowym, rozwiniętą infrastrukturą LNG oraz zaawansowanymi systemami inteligentnymi do zarządzania siecią. Pozwoli to na utrzymanie roli gazu jako elastycznego, relatywnie niskoemisyjnego nośnika energii w okresie transformacji energetycznej.